Dual-curing thiol-acrylate-epoxy thermosets for functional applications

dc.contributor
Universitat Rovira i Virgili. Departament d'Enginyeria Mecànica
dc.contributor.author
Russo, Claudio
dc.date.accessioned
2021-09-21T08:49:34Z
dc.date.available
2022-09-06T02:00:18Z
dc.date.issued
2021-09-06
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/672432
dc.description.abstract
Avui en dia, cada vegada més aplicacions exigeixen materials amb un disseny complex, missió complicada en polímers termoestables, i per això el curat dual és una eina extremament útil en el disseny de termoestables. El curat dual s'obté amb una combinació de dos processos d'entrecreuament de xarxa seqüencials o simultani. Els beneficis del processat dual es basen en la seva flexibilitat en el processat i en la possibilitat de millorar les propietats del material curat mitjançant processats en una etapa o en multi etapes. En aquest treball, vam desenvolupar un nou sistema de doble curat basat en dos reaccions tipus "clic": l'addició de tiol-acrilat de Michael (primera etapa) i la reacció tiol-epoxi (segona etapa). Aprofitant el sistema desenvolupat, es va demostrar que el processat mitjançant curat en dues etapes tenia un gran valor potencial en l'aplicació com a unions adhesives, ja que permet un control dimensional precís de la capa adhesiva i una major resistència adhesiva que el curat en un únic pas. Finalment, el sistema de doble curat tiol-acrilat-epoxi es va utilitzar per desenvolupar polímers d'activació elèctrica amb memòria de forma. La capacitat de resposta / activació elèctrica es va obtenir incorporant una làmina elèctricament conductora en el polímer amb memòria de forma obtingut a partir d'un sistema tiol-acrilat-epoxi i aprofitant el processat dual. En aquest disseny, el tradicional escalfament directe per calor extern (és a dir, forn) es reemplaça per un escalfament intern per efecte Joule produït a la capa conductora quan s'aplica un voltatge i que es demostra més eficient.
dc.description.abstract
Hoy en día, cada vez más aplicaciones exigen materiales con un diseño complejo, misión complicada en polímeros termoestables, y por ello el curado dual es una herramienta extremamente útil en el diseño de termoestables. El curado dual se obtiene con una combinación de dos procesos de entrecruzamiento de red secuenciales o simultaneo. Los beneficios del procesado dual se basan en su flexibilidad en el procesado y en la posibilidad de mejorar las propiedades del material curado mediante procesados en una etapa o en multi etapas. En este trabajo, desarrollamos un novedoso sistema de doble curado basado en dos reacciones tipo "clic": la adición de tiol-acrilato de Michael (primera etapa) y la reacción tiol-epoxi (segunda etapa). Aprovechando el sistema desarrollado, se demostró que el procesado mediante curado en dos etapas tenía un gran valor potencial en aplicaciones como uniones adhesivas, puesto que permite un control dimensional preciso de la capa adhesiva y una mayor resistencia adhesiva que el curado en un único paso. Finalmente, el sistema de doble curado tiol-acrilato-epoxi se utilizó para desarrollar polímeros de activación eléctrica con memoria de forma. La capacidad de respuesta/activación eléctrica se obtuvo incorporando una lámina eléctricamente conductora en el polímero con memoria de forma obtenido a partir de un sistema tiol-acrilato-epoxi y aprovechando el procesado dual.
dc.description.abstract
Nowadays, more and more applications demand materials with complex shape designs which is a difficult task when working with thermosetting polymers. Dual-curing processing is an extremely valuable tool for thermosets design. It consists in the combination of two sequential of simultaneous crosslinking process. The benefits of dual-curing processing rely on its processing flexibility and the properties enhancement of cured parts by single- or multi-stage scenarios. In this work, we developed a novel dual-curing system based on two “click” reactions: the thiol-acrylate Michael addition (first stage) and thiol-epoxy reaction (second stage). Exploiting the developed system, dual-curing processing was proved to have high potentiality in adhesive bonding application, allowing accurate dimensional control of the adhesive layer and higher adhesive strength than on-step curing. Finally, thiol-acrylate-epoxy dual-curing system was used to develop electroresponsive shape-memory polymers. The electroresponsive ability was obtained incorporating an electrically conductive layer into a thiol-acrylate-epoxy shape-memory polymer taking advantage of the dual-processing. In this design, the direct heating from external sources (i.e., oven) is replaced by a more efficient internal Joule heating produced in the conductive layer when an controlled voltage is applied. The electro activation of the SME resulted in significantly faster recovery and, using a custom-made thermoelectric control, a precise control of the recovery process was achieved
dc.format.extent
266 p.
dc.format.mimetype
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
Universitat Rovira i Virgili
dc.rights.license
ADVERTIMENT. Tots els drets reservats. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Curat dual
dc.subject
Memòria de formes
dc.subject
Adhesius funcionals
dc.subject
Curado dual
dc.subject
Memoria de forma
dc.subject
Adhesivos funcionales
dc.subject
Dual-curing
dc.subject
Shape-memory
dc.subject
Functional adhesives
dc.subject.other
Enginyeria i Arquitectura
dc.title
Dual-curing thiol-acrylate-epoxy thermosets for functional applications
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc
546
dc.subject.udc
62
dc.subject.udc
620
dc.subject.udc
66
dc.contributor.director
De la Flor López, Silvia
dc.contributor.codirector
Fernández Francos, Xavier
dc.embargo.terms
12 mesos
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess


Documents

TESI Claudio Russo.pdf

9.429Mb PDF

This item appears in the following Collection(s)